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一种新的基于光的方法 可以更快地绿色生产药物构件

  • 科学
  • 2020-07-03 08:30:36
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在工业中,气态碳氢化合物(例如乙烷和甲烷)经常会变成分子,这些分子可作为医药和农用化学品的基础。通常,这些过程在高温和高压下进行,还会产生大量污染物。埃因霍温科技大学(TU / e)的研究人员开发了一种新方法,该方法可在合适的催化剂存在下,通过在光照和光照下将气体从低分子量的碳氢化合物迅速转化为在室温和低压下更复杂的分子。 。值得注意的是,这种新工艺速度更快,几乎没有材料浪费。这项工作今天已发表在《科学》杂志上。

在现代社会中,经常燃烧丙烷,异丁烷和甲烷等气态烷烃以获取能量。这些相对便宜和丰富的分子也可用于生产用于农业的药物或化学产品的复杂分子。

当前激活这些分子用于后续化学反应的大规模过程是在高温和高压下进行的,高温和高压是苛刻的反应条件,可能难以维持且昂贵,同时还导致大量废物的产生。同样,对于甲烷的特定情况,由于有机分子会简单地分解,因此活化所需的高温使药物无法使用任何所得产物。

由TU / e的TimothyNoël领导的研究小组与上海科技大学(中国),帕维亚大学(意大利)和Vapourtec Ltd.(英国)的研究人员合作,设计了一种新工艺,可使用以下方法活化烷烃在室温和较低压力下点亮。

重大突破

Noël说:“这是将烷烃转化为用于其他行业的药物和材料的有用结构单元的重大突破。”“我们的方法允许立即将烷烃用于更复杂的分子,而不会产生许多不需要的副产物,同时减少污染并简化活化过程。”

为了实现这一新过程,研究人员不得不应对两个主要问题。首先,他们需要一种能够轻松破坏或破坏CH键且键解离能(BDE)在96.5和105 kcal mol-1之间的方法。甲烷中的CH键最难断裂。其次,气态烷烃的处理需要量身定制的技术,这些技术可以使烷烃在仔细监控的反应环境中与催化剂紧密接触。研究人员通过在室温下在合适的催化剂存在下用紫外光(约365 nm)激发烷烃来解决这两个问题。

Noël说:“所用的催化剂是分解钨酸盐。当被照射时,该催化剂变得高能,然后具有足够的能量来分解CH键。我们发现该催化剂可用于甲烷,乙烷,丙烷和异丁烷。”他补充说:“我们的新方法比传统方法要快,我们很高兴看到它的发展。这项研究采用了微反应器,因为它们有助于更好地控制反应条件,更好地限制气态原料并易于照明在的催化剂。在未来,我们会考虑电抗器,可以实现更高的产能“。

这种新方法为廉价生产某些药物铺平了道路,因为活化用于生产它们的气体的成本会更低。

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